一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用

《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》是廣東順德順炎新材料有限公司於2015年4月24日申請的專利，該專利的公布號為CN104774435A，申請號為2015102024804，授權公布日為2015年7月15日，發明人是張釗鵬、陽瑞、林遠開、董宏宇。

《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》公開了一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用，其按重量百分數計包括以下組分：PBT90～96％、改性蒙脫土0.5-1％、納米氮化鈦0.02-0.04％、納米二氧化矽0.5-1％、納米氧化鋁0.5-1％、EMA-g-GMA2～4％、抗氧劑0.5～1％、潤滑劑0.4～1％。該發明的PBT塑膠是採用多元具有阻隔功能的納米級別填料復配，在降低氧氣透過係數（阻隔效果好）的同時能夠降低阻隔填料的用量，兼顧氧氣透過係數和力學性能，不僅能夠達到滿足阻隔塑膠的要求，力學性能也滿足使用要求，適合實際套用。

2018年12月20日，《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

基本介紹

• 中文名：一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用
• 公告號：CN104774435A
• 授權日：2015年7月15日
• 申請號：2015102024804
• 申請日：2015年4月24日
• 申請人：廣東順德順炎新材料有限公司
• 地址：廣東省佛山市順德區杏壇鎮麥村七滘工業區5路2號
• 發明人：張釗鵬、陽瑞、林遠開、董宏宇
• Int.Cl.：C08L67/02(2006.01)I; C08L51/06(2006.01)I; C08K13/02(2006.01)I; C08K3/20(2006.01)I
• 代理機構：廣州聖理華智慧財產權代理有限公司
• 代理人：頓海舟、陳業勝
• 類別：發明專利

專利背景

聚對苯二甲酸丁二醇酯，英文名poly butylenetereph thalate（簡稱PBT），是熱塑性聚酯，是二十世紀七十年代初期由美國Celanese公司開發的。PBT具有非常好的而熱性、耐候性、耐化學品性，而且具有電氣性能優異、吸水性小、表面良好等優點，被廣泛套用於電子電氣、汽車、機械、家用電器等行業，尤其是電子電氣行業。

PBT薄膜在包裝領域的套用也非常廣泛。PBT薄膜可用於食品包裝、電器產品包裝、日用品包裝、服裝包裝等等。而作為食品包裝還要進行多層複合或真空鍍鋁等工藝操作（阻隔氧氣）。因此，要求PBT薄膜表面自由能要高、濕張力要大，鍍鋁層與PBT薄膜的牢固粘合，這種工藝產生的費用較高，且工藝複雜，因此開發具有阻隔功效的PBT是市場迫切需求，也是發展的趨勢。

發明內容

專利目的

《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》的目的在於克服上述技術的缺陷，提供一種具有高阻隔性能的PBT塑膠及其製備方法。《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》的PBT塑膠是採用多元具有阻隔功能的納米級別填料復配，在降低氧氣透過係數（阻隔效果好）的同時能夠降低阻隔填料的用量，兼顧氧氣透過係數和力學性能，不僅能夠達到滿足阻隔塑膠的要求，力學性能也滿足使用要求，適合實際套用。

技術方案

《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》的目的通過以下技術方案來實現：

一種高阻隔PBT塑膠，按重量百分數計，原料包括以下組分：

PBT樹脂	90～96%
改性蒙脫土	0.5～1%
複合阻隔填料	1.02～2.04%
EMA-g-GMA	2～4%
抗氧劑	0.5～1%
潤滑劑	0.4~1%，其總和為100%。

優選，原料包括以下組分：

PBT樹脂	92.08%
改性蒙脫土	1%
複合阻隔填料	2.02%
EMA-g-GMA	4%
抗氧劑	0.50%
潤滑劑	0.4%。

優選，所述複合阻隔填料由納米氮化鈦、納米二氧化矽與納米氧化鋁組成，占原料的重量百分數為：

納米氮化鈦 0.02～0.04％

納米二氧化矽 0.5～1％

納米氧化鋁 0.5～1％

更加優選，所述複合阻隔填料是由納米氮化鈦、納米二氧化矽與納米氧化鋁組成，占原料的重量百分數為：

納米氮化鈦 0.02％

納米二氧化矽 1％

納米氧化鋁 1％

為了提高PBT與阻隔填料的相容性，將蒙脫土經過改性處理，所述改性蒙脫土是將蒙脫土經過對氨基苯甲酸鹽酸鹽改性。

優選，所述複合阻隔填料是將納米氮化鈦、納米二氧化矽與納米氧化鋁在80～100℃下混合得到，更加優選，高混機轉速為1200～1300轉每分下混合得到。

優選，所述抗氧劑為抗氧劑1010，所述潤滑劑為矽酮粉。

優選地，所述PBT樹脂的粘度為1.0。

優選地，為了降低產品的氧氣透過係數，所述納米氮化鈦、納米二氧化矽、納米氧化鋁粒徑為1-5納米。可以使PBT球晶尺寸細化，極大提高了PET的抗衝擊韌性耐高熱性能，同時阻隔性能也大幅度提高。

優選，改性蒙脫土的方法為：

（1）在反應釜中加入水，邊攪拌邊加入乾燥過的蒙脫土，加熱至60～80℃，恆溫下400～1000轉每分攪拌1～2h：優選轉速為500轉每分，

（2）恆溫下加入對氨基苯甲酸鹽酸鹽，反應15～18h得到改性蒙脫土；

（3）用水洗滌改性蒙脫土至洗滌水中不含氯離子；

（4）再用無水乙醇充分洗滌、乾燥。

《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》的另一目的在於提供所述的一種高阻隔PBT塑膠的製備方法，包括以下步驟：

（1）將改性蒙脫土、複合阻隔填料、抗氧劑和潤滑劑混合均勻；

（2）加入PBT樹脂和EMA-g-GMA混合均勻；

（3）熔融擠出造粒。

優選，步驟（1）所述混合的時間為5～10分鐘。

《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》還有提供了所述的一種高阻隔PBT塑膠在食品包裝中的套用。

改善效果

《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》的有益效果是：

1、《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》的PBT材料添加的阻隔填料是復配而成的，能夠顯著降低氧氣透過係數，降低氧氣透過係數的同時，保證PBT塑膠的力學性能能夠滿足使用要求。

2、《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》的PBT材料添加了改性蒙脫土後，很大程度上提高了填料與樹脂的相容性，從而提高了材料的力學性能；

3、《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》的PBT材料添加了納米氮化鈦，很大程度上減少了其他填料的添加量，起到了更好的阻隔效果。

技術領域

《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種高阻隔PBT塑膠及其製備方法和套用。

權利要求

1. 一種高阻隔PBT塑膠，其特徵在於，按重量百分數計，原料包括以下組分：

PBT樹脂	92.08%
改性蒙脫土	1%
複合阻隔填料	2.02%
EMA-g-GMA	4%
抗氧劑	0.50%
潤滑劑	0.4%。

所述複合阻隔填料是由納米氮化鈦、納米二氧化矽與納米氧化鋁組成，占原料的重量百分數為：納米氮化鈦0.02～0.04％納米二氧化矽0.5～1％納米氧化鋁0.5～1％；所述改性蒙脫土是將蒙脫土經過對氨基苯甲酸鹽酸鹽改性得到。

2.根據權利要求1所述的一種高阻隔PBT塑膠，其特徵在於，按重量百分數計，原料包括以下組分：

PBT樹脂	92.08%
改性蒙脫土	1%
複合阻隔填料	2.02%
EMA-g-GMA	4%
抗氧劑	0.50%
潤滑劑	0.4%。

3.根據權利要求2所述的一種高阻隔PBT塑膠，其特徵在於，所述複合阻隔填料由納米氮化鈦、納米二氧化矽與納米氧化鋁組成，占原料的重量百分數為：

納米氮化鈦 0.02％

納米二氧化矽 1％

納米氧化鋁 1％。

4.根據權利要求1所述的一種高阻隔PBT塑膠，其特徵在於：所述複合阻隔填料是將納米氮化鈦、納米二氧化矽與納米氧化鋁在80～100℃下混合得到。

5.根據權利要求1或2所述的一種高阻隔PBT塑膠，其特徵在於：所述抗氧劑為抗氧劑1010，所述潤滑劑為矽酮粉。

6.權利要求1或2所述的一種高阻隔PBT塑膠的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟：（1）將改性蒙脫土、複合阻隔填料、抗氧劑和潤滑劑混合均勻；（2）加入PBT樹脂和EMA-g-GMA混合均勻；（3）熔融擠出造粒。

7.根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於：步驟（1）所述混合的時間為5～10分鐘。

8.權利要求1或2所述的一種高阻隔PBT塑膠在食品包裝中的套用。

實施方式

術語解釋

《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》術語解釋：

PBT	聚對苯二甲酸丁二醇酯
EMA-g-GMA	乙烯-丙烯酸甲酯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯

操作內容

下述實施例中改性蒙脫土是經過對氨基苯甲酸鹽酸鹽改性得到的。具體改性步驟如下

1）在反應釜中加入水，邊攪拌邊加入乾燥過的的蒙脫土，加熱至70℃，

恆溫下轉速為500轉每分攪拌分散1.5h：

2）恆溫下加入對氨基苯甲酸鹽酸鹽，反應時間15h後冷卻。

3）出料後用水洗至洗滌水中用硝酸銀水溶液檢驗不含氯離子。

4）用無水乙醇充分洗滌。

5）將濾渣置於真空烘箱中，40℃下真空烘乾至恆重、研磨，製得。

實施案例

下述實施例中抗氧劑為抗氧劑1010，所述潤滑劑為矽酮粉。

• 實施例1

一種高阻隔PBT塑膠，其按重量百分數計，配方如下：

PBT樹脂92.08％

改性蒙脫土1％

納米氮化鈦0.02％

納米二氧化矽1％

納米氧化鋁1％

EMA-g-GMA4％

抗氧劑0.5

潤滑劑0.4。

將上述粒徑為5納米納米氮化鈦、納米二氧化矽和納米氧化鋁在100℃下、1200轉每分的轉速條件下混合後得到複合阻隔填料。

所述高阻隔PBT塑膠的製備方法是：

（1）按照配方將改性蒙脫土、複合阻隔填料、抗氧劑和潤滑劑混合3分鐘；

（2）加入PBT樹脂、EMA-g-GMA混合；

（3）熔融擠出造粒。

取上述製得的PBT塑膠進行力學性能測試，力學性能測試環境：23度，乾態，結果見表1PBT塑膠力學性能測試結果。

表1

實施例2

一種高阻隔PBT塑膠，其按重量百分數計，配方如下：

PBT93.47％

改性蒙脫土1％

納米氮化鈦0.03％

納米二氧化矽0.8％

納米氧化鋁0.8％

EMA-g-GMA3％

抗氧劑0.5

潤滑劑0.4。

將上述粒徑為5納米納米氮化鈦、納米二氧化矽和納米氧化鋁在100℃下、1200轉每分的轉速條件下混合後得到複合阻隔填料。

所述高阻隔PBT塑膠的製備方法是：

（1）將改性蒙脫土、複合阻隔填料、抗氧劑、潤滑劑混合3分鐘；

（2）加入PBT樹脂、EMA-g-GMA混合；

（3）熔融擠出造粒。

取上述製得的PBT塑膠進行力學性能測試，力學性能測試環境：23度，乾態，結果見表2PBT塑膠力學性能測試結果。

表2

實施例3

PBT95.06％

改性蒙脫土1％

納米氮化鈦0.04％

納米二氧化矽0.5％

納米氧化鋁0.5％

EMA-g-GMA2％

抗氧劑0.5

潤滑劑0.4。

將上述粒徑為5納米納米氮化鈦、納米二氧化矽和納米氧化鋁在100℃下、1200轉每分的轉速條件下混合後得到複合阻隔填料。

所述高阻隔PBT塑膠的製備方法是：

（1）將改性蒙脫土、複合阻隔填料、抗氧劑、潤滑劑混合3分鐘；

（2）加入PBT樹脂、EMA-g-GMA混合；

（3）熔融擠出造粒。

取上述製得的PBT塑膠進行力學性能測試，力學性能測試環境：23度，乾態，結果見表3PBT塑膠力學性能測試結果，對照表4未改性PBT原樹脂的力學性能，結果表明《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》方法製得的PBT材料在氧氣透過係數降低的同時，還能保證好的力學性能。

表3

常規未經改性的PBT原樹脂的物性如表4

表4

根據上述說明書的揭示和教導，《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》並不局限於上面揭示和描述的具體實施方式，對《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》的一些修改和變更也應當落入《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》構成任何限制。

榮譽表彰

2018年12月20日，《一種高阻隔PBT塑膠及其製法和套用》獲得第二十屆中國專利優秀獎。